JP2019059152A

JP2019059152A - 熱転写装置

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Publication number: JP2019059152A
Application number: JP2017186424A
Authority: JP
Inventors: 久野　勉; Tsutomu Kuno; 勉久野; 智美増田; Tomomi Masuda
Original assignee: DGshape Corp
Current assignee: DGshape Corp
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: US20190092041A1; US10569567B2; JP6910909B2

Abstract

【課題】被転写物に箔転写をより確実に行うことができる熱転写装置を提供する。【解決手段】熱転写装置１０は、被転写物８０を保持する固定具２０と、被転写物８０上に載置された熱転写箔８２および熱転写箔８２上に載置された光吸収フィルム８４を押圧すると共に光吸収フィルム８４に光を照射する箔転写用ツール６０と、箔転写用ツール６０を固定具２０に対して相対的に移動するキャリッジ移動機構２２と、光吸収フィルム８４のうち、箔転写用ツール６０によって押圧されかつ光が照射されている部分の温度である加工温度を測定する温度測定装置７５と、を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、熱転写装置に関する。詳しくは、熱転写箔を用いて被転写物に箔転写を行う熱転写装置に関する。

従来から、意匠性の向上等を目的として、熱転写箔（熱転写シートともいう）を利用した熱転写法による装飾加工が行われている。熱転写箔は、大まかには、基材と、装飾層と、接着層とがこの順に積層されて構成されている。そして箔転写（即ち熱転写箔を被転写物に転写すること）に際しては、被転写物上に、接着層側が当接するように熱転写箔を重ね、レーザー光を照射するツール（例えばレーザーペン）で熱転写箔を上から押圧しながら光を照射して熱転写箔を加熱する。これにより、熱転写箔のうち押圧されている部分の接着層が溶融され、被転写物の表面に付着したのち、放熱により硬化する。その結果、被転写物から熱転写箔の基材を剥離することで、箔押しした部分に対応する形状の装飾層を接着層とともに被転写物に付着させることができる。これにより、被転写物の表面に、任意の図柄等による装飾が施される。

例えば、特許文献１には、レーザー光を照射するツールを用いて被転写物に箔転写する技術が開示されている。

特開２０１６−２１５５９９号公報

ところで、レーザー光を照射するツールを用いて被転写物に熱転写箔を箔転写する場合、ツールによって押圧されている部分に光を照射することによって該部分の加工温度を所定の温度範囲に高める必要がある。該温度範囲は、用いられる熱転写箔によって決定される。ここで、被転写物の熱容量の違いにより、同じ光エネルギーを投入しても光が照射されている部分の加工温度にバラツキが生じ得る。加工温度が高すぎる場合には接着層が蒸発等してしまい、熱転写箔の被転写物に対する接着力が不足する虞がある。一方、加工温度が低すぎる場合には接着層が十分に溶融されず、熱転写箔の被転写物に対する接着力が不足する虞がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被転写物に箔転写をより確実に行うことができる熱転写装置を提供することである。

本発明に係る熱転写装置は、被転写物を保持する保持台と、前記被転写物上に載置された熱転写箔および前記熱転写箔上に載置された光吸収性を有する光吸収フィルムを押圧すると共に前記光吸収フィルムに光を照射する箔転写用ツールと、前記保持台および前記箔転写用ツールのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、前記光吸収フィルムのうち、前記箔転写用ツールによって押圧されかつ光が照射されている部分の温度である加工温度を測定する温度測定装置と、を備えている。

本発明の熱転写装置によると、光吸収フィルムのうち、箔転写用ツールによって押圧されかつ光が照射されている部分の温度である加工温度（即ち光吸収フィルムにおいて発生した熱に基づく温度）を測定することができる。これにより、加工温度が熱転写箔を被転写物に箔転写させるのに最適な温度範囲内にあるか否かを確認することができる。即ち、加工温度が上記温度範囲内より低い場合には、箔転写用ツールから照射される光エネルギーを増加することによって加工温度を上昇させることで、熱転写箔を被転写物により確実に転写させることができる。一方、加工温度が上記温度範囲内より高い場合には、箔転写用ツールから照射される光エネルギーを減少させることによって加工温度を下降させることで、熱転写箔を被転写物により確実に転写させることができる。このように、箔転写中の加工温度を測定することができるため、被転写物の材質等が不明であり事前に光エネルギーを正確に設定できない場合であっても、より確実に熱転写箔を被転写物に箔転写することができる。

本発明によれば、被転写物に箔転写をより確実に行うことができる熱転写装置を提供することができる。

一実施形態に係る熱転写装置を模式的に示す斜視図である。箔転写時の一態様を模式的に示す一部破断斜視図である。一実施形態に係るキャリッジ移動機構を模式的に示す左側面図である。一実施形態に係る箔転写用ツールの構成を模式的に示す断面図である。一実施形態に係る制御装置のブロック図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

まず、熱転写装置１０の構成について説明する。図１は、熱転写装置１０を示す斜視図である。図２は、熱転写装置１０の箔転写時の一態様を模式的に示す一部破断斜視図である。図３は、キャリッジ移動機構２２を模式的に示す左側面図である。以下の説明では、左、右、上、下とは、熱転写装置１０の正面にいる作業者（ユーザー）が電源スイッチ１４ａを見た場合の左、右、上、下をそれぞれ意味することとする。また、上記作業者が熱転写装置１０に近づく方を後方、遠ざかる方を前方とする。図面中の符号Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を表す。本実施形態に係る熱転写装置１０は、相互に直交する軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸としたときに、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面に置かれるものとする。ここでは、Ｘ軸は、左右方向に延びる。Ｙ軸は、前後方向に延びる。Ｚ軸は、上下方向に延びる。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、熱転写装置１０の設置態様を何ら限定するものではない。

図３に示すように、熱転写装置１０は、被転写物８０にシート状の熱転写箔８２と光吸収フィルム８４とを重ねた状態で、後述する箔転写用ツール６０によって熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧および加熱することにより、被転写物８０の表面に熱転写箔８２中の装飾層を付与する装置である。熱転写箔８２は、光吸収フィルム８４を介して箔転写用ツール６０に間接的に押圧される。なお、被転写物８０と熱転写箔８２との組み合わせによっては、光吸収フィルム８４を用いなくてもよい。以下の説明では、被転写物８０、熱転写箔８２および光吸収フィルム８４等の「押圧および加熱」の対象を、被処理物８６と総称する場合がある。

被転写物８０を構成する材料や形状は、特に限定されない。被転写物８０は、例えば、金、銀、銅、プラチナ、真鍮、アルミ、鉄、チタン、ステンレス等の金属類であってもよいし、アクリル、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂類、普通紙、画用紙、和紙等の紙類、ゴム類等であってもよい。

熱転写箔８２としては、例えば、熱転写用に一般に市販されている転写箔を特に限定なく用いることができる。熱転写箔８２は、一般的には、基材と、装飾層と、接着層とがこの順に積層されている。熱転写箔８２における装飾層は、例えば、金箔、銀箔等のメタリック箔や、ハーフメタリック箔、顔料箔、多色印刷箔、ホログラム箔、静電気破壊対策箔等を包含する。

使用する熱転写箔８２の構成によっては、後述する箔転写用ツール６０の光源６２から照射される光に対する光吸収性を有さないか、あるいは光吸収性の低いものが存在し得る。そのような場合、熱転写箔８２の上面側に光吸収フィルム８４を重ねて用い、被処理物８６とすることができる。光吸収フィルム８４とは、箔転写用ツール６０の光源６２から照射される所定の波長帯の光（レーザー光）を効率よく吸収して、光エネルギーを熱エネルギーに変換可能なように構成されたシートである。光吸収フィルム８４は、１００〜２００℃での耐熱性を有している。光吸収フィルム８４は、例えばポリイミドのような樹脂で構成されている。光吸収フィルム８４は、単色である。光吸収フィルム８４の色相は、光エネルギーを効率よく熱エネルギーへと変換する観点から、光源６２から照射されるレーザー光の色と補色関係にあることが好ましい。例えば、光源６２から照射されるレーザー光が青色である場合には、光吸収フィルム８４は黄色であることが好ましい。なお、光吸収フィルム８４には、必要に応じて強度を高めるための保護フィルムを設けてもよい。保護フィルムは、光吸収フィルム８４に比べて光吸収性が著しく低い。また、保護フィルムは、光吸収フィルム８４に比べて光透過性が高く、例えば透明である。保護フィルムの材質は特に限定されない。保護フィルムは、例えばポリエステルのようなプラスチックフィルムで構成されている。

図１に示すように、熱転写装置１０は箱状に形成されている。熱転写装置１０は、前方が開口されている筐体１２と、ケース内に配置されたキャリッジ移動機構２２と、キャリッジ２１と、箔転写用ツール６０とを備えている。筐体１２は、底壁１４と、左側壁１５と、右側壁１６と、上壁１７と、後壁１８（図２参照）とを備えている。筐体１２は、例えば鋼板製である。

図２に示すように、底壁１４には、例えばバイス等の固定具２０が着脱自在に取り付けられる。固定具２０は、被転写物８０（即ち被処理物８６）を保持する保持台である。底壁１４の前方の領域は、固定具２０を載置するための固定具配置領域１４ｂである。固定具配置領域１４ｂの中央部には、固定具２０を取り付けるために形成された４つの取り付け穴１４ｃが設けられている。底壁１４の前面部分には、電源スイッチ１４ａが設けられている。

図２に示すように、左側壁１５は、底壁１４の左端において上方に延びている。左側壁１５は、底壁１４に対して垂直に設けられている。右側壁１６は、底壁１４の右端において上方に延びている。右側壁１６は、底壁１４に対して垂直に設けられている。左側壁１５および右側壁１６は、後述するキャリッジ２１を支持している。後壁１８は、底壁１４の後端において上方に延びている。後壁１８は、左側壁１５の後端および右側壁１６の後端に接続されている。後壁１８には、箱状のケース１８ａが設けられている。ケース１８ａには、後述する制御装置９０が収容されている。上壁１７は、左側壁１５の上端、右側壁１６の上端および後壁１８の上端に接続されている。上壁１７には、後述する第１移動機構３０の一部が配置されている。底壁１４と左側壁１５と右側壁１６と上壁１７と後壁１８とに囲まれた領域が、筐体１２の内部空間である。

筐体１２の内部空間は、被転写物８０に熱転写箔８２を箔転写する空間である。内部空間には、キャリッジ２１と、キャリッジ２１を三次元方向に移動させるキャリッジ移動機構２２とが設けられている。キャリッジ移動機構２２は、移動機構の一例である。キャリッジ移動機構２２は、キャリッジ２１をＺ軸方向に移動させる第１移動機構３０と、キャリッジ２１をＹ軸方向に移動させる第２移動機構４０と、キャリッジ２１をＸ軸方向に移動させる第３移動機構５０とを備えている。キャリッジ２１は、第１移動機構３０、第２移動機構４０および第３移動機構５０により、固定具２０（即ち被処理物８６）に対して相対的に移動可能に構成されている。第１移動機構３０、第２移動機構４０および第３移動機構５０は、いずれも底壁１４よりも上方に配置されている。

図１に示すように、第１移動機構３０は、キャリッジ２１をＺ軸方向（上下方向）に移動させる機構である。第１移動機構３０は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１と、Ｚ軸方向フィードモータ３２と、送りナット３３ａとを備えるネジ送り機構である。Ｚ軸方向送りネジ棒３１は、Ｚ軸に沿って延びている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１は、螺旋状のネジ溝を有している。Ｚ軸方向送りネジ棒３１の上方は、上壁１７に固定されている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１の上端部は、上壁１７の下面をＺ軸方向に貫通しており、その一部が上壁１７の内部に配置されている。Ｚ軸方向送りネジ棒３１の下端部は、フレーム１４ｄ（図３も参照）に回転自在に支持されている。フレーム１４ｄは、底壁１４上に固定されている。Ｚ軸方向フィードモータ３２は、電動モータである。Ｚ軸方向フィードモータ３２は、制御装置９０（図２参照）に接続されている。Ｚ軸方向フィードモータ３２は、上壁１７に固定されている。Ｚ軸方向フィードモータ３２の駆動軸は上壁１７の下面をＺ軸方向に貫通しており、その一部が上壁１７の内部に配置されている。上壁１７の内部において、Ｚ軸方向送りネジ棒３１は、Ｚ軸方向フィードモータ３２に連結されている。Ｚ軸方向フィードモータ３２は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１を回転させる。

図２に示しように、Ｚ軸方向送りネジ棒３１には、ネジ山を有する送りナット３３ａが噛合っている。送りナット３３ａは昇降ベース３３と連結されている。送りナット３３ａは、昇降ベース３３の上面をＺ軸方向に貫通している。昇降ベース３３は、送りナット３３ａを介してＺ軸方向送りネジ棒３１に支持されている。昇降ベース３３は、底壁１４と平行に設けられている。昇降ベース３３のＸ軸方向およびＹ軸方向の長さは、固定具配置領域１４ｂのＸ軸方向およびＹ軸方向の長さよりも長い。左側壁１５と右側壁１６との内側には、それぞれＺ軸方向に延びるスライドシャフト３３ｂ、３４ｂが設けられている。スライドシャフト３３ｂ、３４ｂは、Ｚ軸方向送りネジ棒３１と平行に配置されている。スライドシャフト３３ｂ、３４ｂには、昇降ベース３３がＺ軸方向に摺動可能に設けられている。Ｚ軸方向フィードモータ３２が駆動されると、昇降ベース３３は、Ｚ軸方向送りネジ棒３１の回転により、スライドシャフト３３ｂ、３４ｂに沿って上下方向に移動する。ここで、第２移動機構４０および第３移動機構５０は、昇降ベース３３に連結されている。このため、第２移動機構４０および第３移動機構５０は、昇降ベース３３の上下方向への移動に伴って上下方向に一体的に移動する。

図２に示すように、第２移動機構４０は、キャリッジ２１をＹ軸方向（前後方向）に移動させる機構である。第２移動機構４０は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１と、Ｙ軸方向フィードモータ４２と、送りナット４３とを備えるネジ送り機構である。Ｙ軸方向送りネジ棒４１は、Ｙ軸に沿って延びている。Ｙ軸方向送りネジ棒４１は、昇降ベース３３に設けられている。Ｙ軸方向送りネジ棒４１は、螺旋状のネジ溝を有している。Ｙ軸方向送りネジ棒４１の後端部は、Ｙ軸方向フィードモータ４２に連結されている。Ｙ軸方向フィードモータ４２は、電動モータである。Ｙ軸方向フィードモータ４２は、制御装置９０に接続されている。Ｙ軸方向フィードモータ４２は、昇降ベース３３の後方に固定されている。Ｙ軸方向フィードモータ４２は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１を回転させる。Ｙ軸方向送りネジ棒４１のネジ溝には、ネジ山を有する送りナット４３が噛合っている。昇降ベース３３には、Ｙ軸方向に延びる一対のスライドシャフト４３ｂ、４３ｃが設けられている。２本のスライドシャフト４３ｂ、４３ｃは、Ｙ軸方向送りネジ棒４１と平行に配置されている。スライドシャフト４３ｂ、４３ｃには、スライドベース４４がＹ軸方向に摺動可能に設けられている。Ｙ軸方向フィードモータ４２が駆動されると、スライドベース４４は、Ｙ軸方向送りネジ棒４１の回転により、スライドシャフト４３ｂ、４３ｃに沿って前後方向に移動する。

図１に示すように、第３移動機構５０は、キャリッジ２１をＸ軸方向（左右方向）に移動させる機構である。第３移動機構５０は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１と、Ｘ軸方向フィードモータ５２と、図示しない送りナットとを備えるネジ送り機構である。Ｘ軸方向送りネジ棒５１は、Ｘ軸に沿って延びている。Ｘ軸方向送りネジ棒５１は、スライドベース４４の前方に設けられている。Ｘ軸方向送りネジ棒５１は、螺旋状のネジ溝を有している。Ｘ軸方向送りネジ棒５１の一端は、Ｘ軸方向フィードモータ５２に連結されている。Ｘ軸方向フィードモータ５２は、電動モータである。Ｘ軸方向フィードモータ５２は、制御装置９０（図２参照）に接続されている。Ｘ軸方向フィードモータ５２は、スライドベース４４の前方に延びた右側壁面に固定されている。Ｘ軸方向フィードモータ５２は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１を回転させる。Ｘ軸方向送りネジ棒５１のネジ溝には、ネジ山を有する送りナットが噛合っている。スライドベース４４の前方には、Ｘ軸方向に延びる一対のスライドシャフト５４ｂ、５４ｃが設けられている。２本のスライドシャフト５４ｂ、５４ｃは、Ｘ軸方向送りネジ棒５１と平行に配置されている。スライドシャフト５４ｂ、５４ｃには、キャリッジ２１がＸ軸方向に摺動可能に設けられている。Ｘ軸方向フィードモータ５２が駆動されると、キャリッジ２１は、Ｘ軸方向送りネジ棒５１の回転により、スライドシャフト５４ｂ、５４ｃに沿って左右方向に移動する。

図４は、一実施形態に係る箔転写用ツール６０を模式的に示す断面図である。箔転写用ツール６０は、キャリッジ２１（図１参照）に搭載されている。箔転写用ツール６０は、固定具２０より上方に配置されている。箔転写用ツール６０は、被転写物８０上に載置された熱転写箔８２および熱転写箔８２上に載置された光吸収フィルム８４を押圧すると共に光吸収フィルム８４に光を照射する。箔転写用ツール６０は、光源６２と、ペン本体６１と、ペン本体６１の下方の端部に固定された押圧体６６とを備えている。

光源６２は、被処理物８６（即ち光吸収フィルム８４）に対して熱源となる光を供給するための装置である。光源６２は、筐体１２の後方に設けられたケース１８ａ（図２参照）内に配置されている。被処理物８６に供給された光は、光吸収フィルム８４において熱エネルギーに変換されて熱転写箔８２を加熱する。本実施形態における光源６２は、レーザーダイオード（ＬＤ）および光学系等を備えるレーザー発振装置により構成されている。光源６２は、制御装置９０に接続されている。光源６２からのレーザー光の照射（オン）および停止（オフ）の切り替えや、レーザー光のエネルギー等は制御装置９０により制御される。レーザー光は応答速度が速いため、光の照射と非照射との切り換えはもちろんのこと、上記レーザー光のエネルギー等の変更を瞬時に行うことができる。これにより、所望の性状を備えるレーザー光を光吸収フィルム８４に照射することができる。

ペン本体６１は、長尺の円筒形状に形成されている。ペン本体６１は、長手方向が上下方向Ｚに一致するように配置されている。ペン本体６１の軸心は、上下方向に延びる。ペン本体６１の内部には、第１光ファイバ６４ａと、第２光ファイバ６４ｂと、フェルール６５とが収容されている。また、ペン本体６１は後述するホルダ６８を有している。ホルダ６８は、ペン本体６１の下端部に取り付けられている。

第１光ファイバ６４ａは、光源６２から照射された光を伝送するファイバ状の光伝送媒体である。第１光ファイバ６４ａは、光が通過するコア部（図示せず）と、コア部の周囲を覆い光を反射させるクラッド部（図示せず）とを備えている。第１光ファイバ６４ａは、光源６２に接続されている。第１光ファイバ６４ａは、上方側の端部ｅ１がペン本体６１の外部に延出されている。第１光ファイバ６４ａの端部ｅ１は、光源６２に付属のコネクタ６２ａに挿入されている。このような構成によって、第１光ファイバ６４ａは、光損失を低く抑えた状態で光源６２に接続される。第１光ファイバ６４ａの下方側の端部ｅ２には、フェルール６５が装着されている。フェルール６５は、円筒形の光接合用部材である。フェルール６５には、円筒軸に沿って貫通穴６５ｈが設けられている。第１光ファイバ６４ａの端部ｅ２は、フェルール６５の貫通穴６５ｈに挿入されている。第１光ファイバ６４ａは、第１導光体の一例である。

第２光ファイバ６４ｂは、被処理物８６（典型的には光吸収フィルム８４）で発生した赤外線を伝送するファイバ状の光伝送媒体である。第２光ファイバ６４ｂは、光が通過するコア部（図示せず）と、コア部の周囲を覆い光を反射させるクラッド部（図示せず）とを備えている。第２光ファイバ６４ｂは、後述するフォトダイオード７８に接続されている。第２光ファイバ６４ｂは、上方側の端部ｅ３がペン本体６１の外部に延出されている。第２光ファイバ６４ｂの端部ｅ３は、フォトダイオード７８に付属のコネクタ７８ａに挿入されている。このような構成によって、第２光ファイバ６４ｂは、光損失を低く抑えた状態でフォトダイオード７８に接続される。第２光ファイバ６４ｂの下方側の端部ｅ４には、フェルール６５が装着されている。第２光ファイバ６４ｂの端部ｅ４は、フェルール６５の貫通穴６５ｈに挿入されている。本実施形態では、第１光ファイバ６４ａおよび第２光ファイバ６４ｂは、一体となってフェルール６５に装着されている。第２光ファイバ６４ｂは、第２導光体の一例である。

ペン本体６１にはホルダ６８が備えられている。ホルダ６８は、ペン本体６１の下端においてフェルール６５を所定の位置に保持する保持部材である。ホルダ６８は、キャップ形状を有している。ホルダ６８の上部の形状はペン本体６１に対応した外径の円筒形状である。ホルダ６８の下部には、ペン本体６１よりも外径が小さい円筒状の突部６８ｇが設けられている。突部６８ｇには、円筒形の凹部であるフェルール保持部６８ｆが設けられている。フェルール保持部６８ｆは、フェルール６５の外径に対応する内径を備えている。フェルール保持部６８ｆには、フェルール６５の下端が収容されている。第１光ファイバ６４ａ、第２光ファイバ６４ｂおよびフェルール６５は、一般に国際規格（ＩＥＣ６１７５５−３−１：２００６）に基づいた寸法に製造される。

ホルダ６８には、上下方向に貫通する開孔部Ｐが形成されている。第１光ファイバ６４ａの端部ｅ２のコア部および第２光ファイバ６４ｂの端部ｅ４のコア部は、開孔部Ｐを介して外部に露出している。即ち、下面視で、第１光ファイバ６４ａの端部ｅ２のコア部および第２光ファイバ６４ｂの端部ｅ４のコア部は、開孔部Ｐと重なる。これにより、ホルダ６８は、レーザー光の光路Ｌ１および被処理物８６において発生した赤外線の光路Ｌ２に干渉しない。その結果、光源６２から照射されたレーザー光をペン本体６１の下端から外部に出射することができる。また、被処理物８６において発生した赤外線を第２光ファイバ６４ｂへと導くことができる。

ホルダ６８は、押圧体６６をペン本体６１の下端の所定の位置に保持する部材でもある。そこでまず、押圧体６６について説明する。押圧体６６は、被処理物８６（即ち熱転写箔８２および光吸収フィルム８４）を押圧するための部材である。押圧体６６は、ホルダ６８に着脱可能に設けられている。本実施形態では、押圧体６６は球体状に形成されている。押圧体６６は硬質な材料から構成されている。押圧体６６の硬度は厳密には限定されないものの、例えば、ビッカース硬さで１００Ｈｖ_０．２以上（例えば、５００Ｈｖ_０．２以上）の材料により構成される。ホルダ６８は、押圧体６６をレーザー光の光路Ｌ１および被処理物８６において発生した赤外線の光路Ｌ２上に保持する。押圧体６６は、光源６２から発せられる光および被処理物８６において発生した赤外線を透過する材料から形成されている。これにより、押圧体６６が光路Ｌ１および光路Ｌ２上に配置されていても、レーザー光および赤外線は、押圧体６６を透過する。押圧体６６は、例えば、ガラスにより構成することができる。本実施形態における押圧体６６は、合成石英ガラスにより構成されている。

本明細書において、「透過」とは、例えば、押圧体６６に対するレーザー光および赤外線の透過率が、５０％以上であることを意味し、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、特に好ましくは８５％以上（例えば９０％以上）であることを意味する。この透過率は、例えば、ＪＩＳＲ３１０６:１９９８に準拠して測定される、所定の厚さ（例えば１０ｍｍ）の試料の表面反射損失を含む透過率を意味する。

図２に示すように、熱転写装置１０は、温度測定装置７５を備えている。温度測定装置７５は、箔転写時に被処理物８６において発生した赤外線に基づいて、箔転写部分の加工温度を測定する。より詳細には、温度測定装置７５は、光吸収フィルム８４のうち、箔転写用ツール６０の押圧体６６によって押圧されかつ光源６２の光が照射されている部分の温度である加工温度を、該部分において発生した赤外線に基づいて測定する。被処理物８６において発生した赤外線は、箔転写用ツール６０の光源６２から照射されたレーザー光が光吸収フィルム８４において熱エネルギーに変換されることによって発生する。温度測定装置７５は、第２光ファイバ６４ｂとフォトダイオード７８とを備えている。フォトダイオード７８は、ケース１８ａ（図２参照）内に配置されている。フォトダイオード７８は、制御装置９０に接続されている。被処理物８６において発生した赤外線は、第２光ファイバ６４ｂを介してフォトダイオード７８へと導かれる。これにより、フォトダイオード７８において加工温度が検出される。

熱転写装置１０の全体の動作は、制御装置９０によって制御されている。図５に示すように、制御装置９０は、Ｚ軸方向フィードモータ３２、Ｙ軸方向フィードモータ４２、Ｘ軸方向フィードモータ５２、光源６２およびフォトダイオード７８と通信可能に接続されており、それらを制御可能に構成されている。制御装置９０は、典型的にはコンピュータである。制御装置９０は、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器からの印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置とを備えている。

制御装置９０は、箔転写制御部９１と、判定部９２と、通知部９３と、光エネルギー調整部９４とを備えている。これら各部は、プログラムによって実現されている。このプログラムは、例えばＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から読み込まれる。なお、このプログラムは、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。また、これら各部は、プロセッサおよび／または回路などによって実現可能なものであってもよい。なお、上述した各部の具体的な制御などについては後述する。

箔転写制御部９１は、キャリッジ移動機構２２によって箔転写用ツール６０を固定具２０に対して相対移動させることにより、被転写物８０上に載置された熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧すると共に光吸収フィルム８４に光を照射して被転写物８０上に熱転写箔８２を箔転写する箔転写制御を行うように構成されている。箔転写制御部９１は、キャリッジ２１をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させることによって、箔転写用ツール６０を移動させる。箔転写制御部９１は、光源６２からのレーザー光の照射および停止の制御を行う。箔転写制御部９１は、箔転写用データに基づいて制御される。箔転写用データとは、ユーザーによって入力される図柄等のデータであり、例えば、ラスタデータ形式で表される。

判定部９２は、温度測定装置７５によって測定された加工温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定するように構成されている。所定の温度範囲は、被転写物８０上に載置される熱転写箔８２の接着層の性状によって異なる。所定の温度範囲は、例えば、凡そ１００℃〜凡そ２００℃程度である。制御装置９０には、使用する熱転写箔８２に応じた所定の温度範囲が予め記憶される。

通知部９３は、判定部９２において加工温度が上記所定の温度範囲内であると判定された場合には箔転写が正常に行われていると通知するように構成されている。一方、通知部９３は、判定部９２において加工温度が所定の温度範囲外であると判定された場合には箔転写が正常に行われていないと通知する。通知部９３による通知の方法は特に限定されないが、例えば、例えば、熱転写装置１０に接続された表示装置（図示せず）に箔転写の結果を表示してもよいし、所定の音（例えば音声）を発生させることによって通知してもよい。

光エネルギー調整部９４は、判定部９２において加工温度が上記所定の温度範囲外であると判定されたとき、箔転写用ツール６０の光源６２から照射される光のエネルギーを調整するように構成されている。例えば、加工温度が上記所定の温度範囲より高い場合には、光エネルギー調整部９４は、光源６２から照射される光のエネルギーを減少させる。また、加工温度が上記所定の温度範囲より低い場合には、光エネルギー調整部９４は、光源６２から照射される光のエネルギーを増加させる。

制御装置９０は、箔転写用データに基づいて箔転写を実行する。具体的には、箔転写制御部９１は、Ｚ軸方向フィードモータ３２とＹ軸方向フィードモータ４２とＸ軸方向フィードモータ５２とを駆動して、箔転写用ツール６０を移動させる。例えば、箔転写制御部９１は、箔転写用データに基づいて、熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を箔転写用ツール６０の押圧体６６によって押圧する。また、同時に、箔転写制御部９１は、箔転写用データに基づいて、所定のタイミングで光源６２を作動させて、箔転写用ツール６０から被処理物８６の光吸収フィルム８４に向かってレーザー光を照射する。さらに、箔転写制御部９１は、Ｙ軸方向フィードモータ４２を駆動し、箔転写用データに基づき箔転写用ツール６０を被処理物８６に対して前後方向に移動させる。

このとき、被処理物８６のうち、レーザー光が照射された部分では、光吸収フィルム８４がレーザー光を吸収して光エネルギーを熱エネルギーに変換する。これにより、光吸収フィルム８４が発熱し、その熱が熱転写箔８２の接着層に伝導する。これにより接着層が軟化し、接着性を発現する。接着層は、装飾層と被転写物８０との表面に付着し、装飾層と被転写物８０とを密着させる。その後、箔転写用ツール６０が移動するか、光源６２からのレーザー光の照射が停止されるかして、当該照射部分への光エネルギーの供給は終了する。すると接着層は放熱により冷却されて、硬化する。これにより、装飾層と被転写物８０の表面とが固着される。その後、ユーザーが、被転写物８０の表面から熱転写箔８２の基材および光吸収フィルム８４を取り除くことにより、被転写物８０の表面に所望の図柄等が熱転写された被転写物品を得ることができる。

なお、光吸収フィルム８４が発熱することによって、レーザー光が照射された部分において赤外線が発生する。発生した赤外線は、第２光ファイバ６４ｂを介してフォトダイオード７８に伝達される。これにより、レーザー光が照射された部分の加工温度が測定される。上述したように、熱転写箔８２には、その接着層の性状に応じて適当な加工温度域が存在する。フォトダイオード７８において測定された加工温度が所定の温度範囲内である場合には、接着層は、装飾層と被転写物８０との表面に適切に付着する。一方、フォトダイオード７８において測定された加工温度が所定の温度範囲外である場合には、接着層による装飾層と被転写物８０との密着が不十分になる虞がある。フォトダイオード７８において測定された加工温度が所定の温度範囲内である場合には、通知部９３によって箔転写が正常に行われていることが通知される。一方、フォトダイオード７８において測定された加工温度が所定の温度範囲外である場合には、通知部９３によって箔転写が正常に行われていないことが通知され、光エネルギー調整部９４が測定された温度に対応して光源６２から照射される光のエネルギーを増加または減少させる。

以上のように、本実施形態の熱転写装置１０によれば、被転写物８０および熱転写箔８２上に載置された光吸収フィルム８４のうち、箔転写用ツール６０の押圧体６６によって押圧されかつ光源６２からのレーザー光が照射されている部分の温度である加工温度を測定することができる。これにより、加工温度が熱転写箔８２を被転写物８０に箔転写させるのに最適な温度範囲内にあるか否かを確認することができる。即ち、加工温度が上記温度範囲内より低い場合には、箔転写用ツール６０の光源６２から照射される光エネルギーを増加することによって加工温度を上昇させることで、熱転写箔８２を被転写物８０により確実に転写させることができる。一方、加工温度が上記温度範囲内より高い場合には、箔転写用ツール６０から照射される光エネルギーを減少させることによって加工温度を下降させることで、熱転写箔８２を被転写物８０により確実に転写させることができる。このように、箔転写中の加工温度を測定することができるため、被転写物８０の材質等が不明であり事前に光源６２から照射される光エネルギーを正確に設定できない場合であっても、より確実に熱転写箔８２を被転写物８０に箔転写することができる。

本実施形態の熱転写装置１０によれば、通知部９３は、判定部９２において加工温度が所定の温度範囲内であると判定された場合には箔転写が正常に行われていると通知する。通知部９３は、判定部９２において加工温度が所定の温度範囲外であると判定された場合には箔転写が正常に行われていないと通知する。これにより、作業者は熱転写箔８２が被転写物８０に確実に箔転写されているか否かを認識することができる。

本実施形態の熱転写装置１０によれば、光エネルギー調整部９４は、判定部９２において加工温度が所定の温度範囲外であると判定されたとき、箔転写用ツール６０の光源６２から照射される光のエネルギーを調整する。例えば、加工温度が所定の温度範囲より高い場合には、光エネルギー調整部９４は、箔転写用ツール６０から照射される光のエネルギーを減少させるように構成されている。また、加工温度が所定の温度範囲より低い場合には、光エネルギー調整部９４は、箔転写用ツール６０から照射される光のエネルギーを増加するように構成されている。これにより、光吸収フィルム８４において適切な量の熱を発生させることができ、熱転写箔８２を被転写物８０により確実に箔転写することができる。

本実施形態の熱転写装置１０によれば、箔転写用ツール６０は、ペン本体６１のホルダ６８に設けられ、被転写物８０上に載置された熱転写箔８２および光吸収フィルム８４を押圧する押圧体６６を備えている。押圧体６６は、光源６２から発せられるレーザー光を透過する材料から形成されている。このように、押圧体６６はレーザー光を透過するため、押圧体６６が光吸収フィルム８４を押圧する部分にレーザー光を照射することができる。この結果、光吸収フィルム８４において箔転写に必要な量の熱を発生させ、熱転写箔８２の被転写物８０への箔転写をより正確に行うことができる。

本実施形態の熱転写装置１０によれば、押圧体６６は、ペン本体６１のホルダ６８に着脱可能に設けられている。押圧体６６は光吸収フィルム８４と接触して用いられるため、徐々に摩耗してしまう。本実施形態では、押圧体６６のみ交換すれば済むため、箔転写用ツール６０の全体を交換する場合に比べて容易かつ低コスト化が実現される。

本実施形態の熱転写装置１０によれば、温度測定装置７５の第２光ファイバ６４ｂの端部ｅ４は、ペン本体６１の内部において押圧体６６に対向するようにペン本体６１のホルダ６８に配置されている。これにより、加工温度をより正確に測定することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の各実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。

上記実施形態では、箔転写用ツール６０を固定具２０に対して相対的に移動させるようにしていたが、これには限定されない。熱転写装置１０は、例えば、固定具２０を箔転写用ツール６０に対して相対的に移動させるようにしてもよいし、固定具２０と箔転写用ツール６０とをいずれも移動可能なようにしてもよい。例えば、固定具２０をＸ軸方向に移動可能にすると共に、箔転写用ツール６０をＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能なようにしてもよい。

上記実施形態において、押圧体６６は球体状に形成されていた。しかしながら、押圧体６６の形状は、これに限定されない。例えば、押圧体６６は、半球体状や直方体形状であってもよい。

上述した実施形態において、フォトダイオード７８において測定された加工温度が所定の温度範囲外である場合には、光エネルギー調整部９４が測定された温度に対応して光源６２から照射される光のエネルギーを増加または減少させるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、フォトダイオード７８において測定された加工温度が所定の温度範囲外である場合には、通知部９３によって箔転写が正常に行われていないことが通知されるだけでもよい。即ち、制御装置９０は、光エネルギー調整部９４を備えていなくてもよい。この場合、ユーザーが自ら、光源６２から照射される光エネルギーを調整する。

１０熱転写装置
２０固定具（保持台）
２２キャリッジ移動機構（移動機構）
６０箔転写用ツール
６２光源
６６押圧体
７５温度測定装置
８０被転写物
８２熱転写箔
８４光吸収フィルム
９０制御装置

Claims

被転写物を保持する保持台と、
前記被転写物上に載置された熱転写箔および前記熱転写箔上に載置された光吸収性を有する光吸収フィルムを押圧すると共に前記光吸収フィルムに光を照射する箔転写用ツールと、
前記保持台および前記箔転写用ツールのいずれか一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記光吸収フィルムのうち、前記箔転写用ツールによって押圧されかつ光が照射されている部分の温度である加工温度を測定する温度測定装置と、を備えている、熱転写装置。
前記箔転写用ツールと前記移動機構と前記温度測定装置とに通信可能に接続された制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記箔転写用ツールおよび前記保持台を前記移動機構によって相対移動させることにより、前記熱転写箔および前記光吸収フィルムを押圧すると共に前記光吸収フィルムに光を照射して前記被転写物上に前記熱転写箔を箔転写する箔転写制御を行うように構成されている箔転写制御部と、
前記温度測定装置によって測定された前記加工温度が所定の温度範囲内であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部において前記加工温度が前記所定の温度範囲内であると判定された場合には箔転写が正常に行われていると通知し、前記判定部において前記加工温度が前記所定の温度範囲外であると判定された場合には箔転写が正常に行われていないと通知する通知部と、を備えている、請求項１に記載の熱転写装置。
前記制御装置は、前記判定部において前記加工温度が前記所定の温度範囲外であると判定されたとき、前記箔転写用ツールから照射される光のエネルギーを調整する光エネルギー調整部を備えている、請求項２に記載の熱転写装置。
前記箔転写用ツールは、
先端部を有する中空状のペン本体と、
前記ペン本体の前記先端部に設けられ、前記被転写物上に載置された前記熱転写箔および前記光吸収フィルムを押圧する押圧体と、
一端部および他端部を有し、少なくとも一部が前記ペン本体の内部に配置された第１導光体と、
前記第１導光体の前記一端部に接続された光源と、を備え、
前記第１導光体の前記他端部は、前記ペン本体の内部において前記押圧体に対向するように前記ペン本体の前記先端部に配置され、
前記押圧体は、前記光源から発せられる光を透過する材料から形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱転写装置。
前記押圧体は、前記ペン本体の前記先端部に着脱可能に設けられている、請求項４に記載の熱転写装置。
前記温度測定装置は、
一端部および他端部を有し、少なくとも一部が前記ペン本体の内部に配置された第２導光体と、
前記第２導光体の前記一端部に接続されたフォトダイオードと、を備え、
前記第２導光体の前記他端部は、前記ペン本体の内部において前記押圧体に対向するように前記ペン本体の前記先端部に配置されている、請求項４または５に記載の熱転写装置。